阿里云Lindorm超融合工業(yè)數(shù)據(jù)云——點亮2021云棲大會

2021云棲大會阿里云數(shù)據(jù)庫聯(lián)合阿里云工業(yè)大腦、東軟集團、浙江拓峰科技等合作伙伴，面向工業(yè)數(shù)字化場景推出阿里云Lindorm超融合工業(yè)數(shù)據(jù)云方案，展示了從制造業(yè)產(chǎn)線邊緣數(shù)采、邊緣計算節(jié)點到數(shù)據(jù)云的制造業(yè)全鏈數(shù)字化業(yè)務轉(zhuǎn)型解決方案，助力石油、鋼鐵、化工、新能源汽車、風電、火電等企業(yè)在工業(yè)數(shù)字智能升級浪潮中乘風破浪！參展期間，展示的仿真系統(tǒng)受到廣泛關(guān)注，點亮2021云棲大會。

數(shù)字工業(yè)時代背景下的制造業(yè)數(shù)字化市場機遇

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)浪潮推動的制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，是企業(yè)升級生產(chǎn)效能，提升企業(yè)整體競爭力的難得機遇。擁有超連接、超感知、數(shù)字化和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)的制造業(yè)企業(yè)將在未來競爭中占據(jù)絕對優(yōu)勢，而以信息技術(shù)(IT)與運營技術(shù)(OT)云端融合為基礎(chǔ)的工業(yè)數(shù)據(jù)云平臺將成為制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵支撐。

阿里云Lindorm數(shù)據(jù)庫提供邊緣（Lindorm Edge）與云（Lindorm Cloud）一體化的工業(yè)數(shù)據(jù)存儲解決方案，對接阿里云邊緣數(shù)采一體機iGate，支持解析2000+工業(yè)協(xié)議并實時處理同步數(shù)字孿生平臺DTwin。Lindorm Cloud云端存儲節(jié)點與邊緣端實時同步，支撐全量IT&OT數(shù)據(jù)存儲及融合分析。東軟數(shù)據(jù)可視化平臺SaCa DataViz旨在為制造業(yè)企業(yè)提供可落地的云端存儲分析離散、流程工業(yè)泛數(shù)據(jù)源的能力的實踐參考。提供可視化接入數(shù)據(jù)源、可視化定義數(shù)據(jù)集、自助式可視化分析工具和交互式故事板等功能，旨在以自助式數(shù)據(jù)探索與可視化分析方式，幫助工業(yè)用戶洞悉數(shù)據(jù)背后隱藏的商業(yè)價值，讓決策更“有據(jù)可依”！Mckinsey預測，全球工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模在2025年可能達到3.7萬億美元，全球物聯(lián)網(wǎng)市場將從2016年的1570億美元增長到2020年的4570億美元，復合年增長率（CAGR）為28.5%。到2020年，離散的制造、運輸和物流以及公用事業(yè)將引領(lǐng)所有行業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)支出方面的發(fā)展，平均每個行業(yè)為400億美元。

國內(nèi)，國家在政策層面積極支持我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，2019、2020年相繼出臺了《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進方案》和《關(guān)于推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》，明確了我國要由工業(yè)大國發(fā)展邁向工業(yè)強國的戰(zhàn)略目標，加快推進“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”、“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的融合創(chuàng)新。2018、2019年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合帶動的經(jīng)濟影響增加值規(guī)模分別為9808億元、15953億元。預計2020年，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合帶動的經(jīng)濟影響增加值規(guī)模將達24850億元。5G+工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展將迎來加速發(fā)展期根據(jù)工信部數(shù)據(jù)測算，我國工業(yè)互聯(lián)自動化(包含工業(yè)控制、工業(yè)傳感器等)產(chǎn)業(yè)存量規(guī)模由2017年的829億元增長到2019年的1152億元，年復合增長率達到17.8%；2019年工業(yè)互聯(lián)自動化產(chǎn)業(yè)占工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心產(chǎn)業(yè)增加值比重為21.5%，是支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)之一，而圍繞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、存儲、分析的云端融合IT信息技術(shù)和OT運營技術(shù)的系統(tǒng)建設，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的工業(yè)互聯(lián)自動化關(guān)鍵。

在過去數(shù)十年間，OT團隊部署了自動化、流程控制和分布式控制軟件系統(tǒng)，為工廠人員提供了可監(jiān)控、控制和優(yōu)化工業(yè)流程的計算資源。這些系統(tǒng)積累了關(guān)于過去和目前流程與資產(chǎn)的海量工業(yè)信息。同時，IT團隊實施了大量的業(yè)務系統(tǒng)、信息架構(gòu)和先進的分析工具。今天，云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)逐漸成熟帶來了一個前所未有的機遇 - 通過整合IT和OT的人員、數(shù)據(jù)、軟件工具和戰(zhàn)略，可以為企業(yè)創(chuàng)造新的數(shù)字化價值，提高業(yè)務靈活度，提升運營效率和企業(yè)整體競爭力。

企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型最直接的考量標準，就是IT和OT的融合程度，是否能夠為企業(yè)提供最大程度的業(yè)務靈活性，以及在整個的業(yè)務流程中，提供足夠的業(yè)務規(guī)劃能力、過程管理能力、即時優(yōu)化能力以及執(zhí)行監(jiān)控能力。工業(yè)制造企業(yè)中，信息技術(shù)（IT）部門和運營技術(shù)（OT）部門可以相互獨立，平行運作。運營部門負責維持工廠平穩(wěn)運行，IT部門則負責管理前臺的業(yè)務應用。

然而，制造業(yè)固有的流程復雜性、環(huán)境多變性，以及缺少新技術(shù)和新平臺技術(shù)積累、實踐經(jīng)驗等問題嚴重阻礙了數(shù)字化業(yè)務落地，企業(yè)IT和OT無法有打通，數(shù)據(jù)孤島化嚴重利用率低，價值發(fā)揮不出來。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，只有不到30%的企業(yè)通過數(shù)字化業(yè)務轉(zhuǎn)型提升了盈利能力，而大多數(shù)企業(yè)都陷入了技術(shù)陷阱之中。

工業(yè)場景數(shù)字技術(shù)落地面臨的問題與挑戰(zhàn)

新技術(shù)在創(chuàng)造新機遇帶動產(chǎn)業(yè)升級的同時，也為制造企業(yè)踐行數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來了新的問題與挑戰(zhàn)，更加復雜的系統(tǒng)架構(gòu)和更高的性能、穩(wěn)定性要求制約了IT與OT融合，阻礙了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實施落地?？偟膩碚f，當前企業(yè)面臨的主要問題有以下幾點：

1.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)IT技術(shù)棧復雜，建設實施風險高：要實現(xiàn)工業(yè)設備全鏈接入網(wǎng)絡，打通新舊不同IT技術(shù)棧打造的信息系統(tǒng)，實現(xiàn)跨地域遍在數(shù)據(jù)共享，需要IT部門掌握更全面的IT技術(shù)，因此需要巨大投入和專家支持，而且，云計算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迭代更新速度快，IT基礎(chǔ)設施建設難度大，使得自建TCO成本高，這對制造業(yè)企業(yè)帶來很大的成本負擔。

2.制造業(yè)生產(chǎn)環(huán)境復雜多變，現(xiàn)有OT系統(tǒng)靈活性不足：一座中等規(guī)模工廠通常擁有上百臺獨立設備，且有可能是分別購買于不同時期的不同供應商。每個供應商的自動化水平、軟硬件平臺以及通信協(xié)議均不相同，導致數(shù)據(jù)的收集、整合和場景化非常困難。不僅如此，一些設備制造商甚至將數(shù)據(jù)分析洞見作為需購買的增值服務，進一步阻礙了數(shù)據(jù)的可獲得性。此外，OT的工業(yè)自動化層的軟硬件本身極其復雜，包括了從制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、維修保養(yǎng)軟件、生產(chǎn)計劃軟件、分布式控制系統(tǒng)（DCS）等從企業(yè)資源規(guī)劃到產(chǎn)品生命周期管理的各個方面，數(shù)字化改造升級需要有豐富OT經(jīng)驗廠商支撐。

3.缺乏規(guī)?；腛T最后一公里接入能力：制造業(yè)企業(yè)要落地工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，須具備從獨立工作的離散系統(tǒng)中提取、解讀和協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的能力。無論是在企業(yè)內(nèi)部還是與第三方搭建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺，企業(yè)都必須找到具備相應能力的OT服務提供商既能支持不同地點的多個工廠，又能協(xié)調(diào)從工廠可編程邏輯控制器（PLC）、傳感器和歷史數(shù)據(jù)庫中獲得的數(shù)據(jù)（和連接能力）。如果沒有這一步，再完善的分析模型和用戶界面也會因缺乏相應數(shù)據(jù)而無法交付預期的價值洞見。

4.IT和OT之間缺乏協(xié)作，能力無法互聯(lián)互通：制造業(yè)企業(yè)IT和OT活動歷來就缺少聯(lián)系，特別是現(xiàn)場制造流程工程師所實施的活動。OT通常關(guān)注當前業(yè)績、正常經(jīng)營的可預測性以及如何避免正常工作的系統(tǒng)不被干擾。IT則更多地傾向于安全性以及如何獲取可信賴的技術(shù)提供商通常這些技術(shù)已被廣泛應用。在用戶管理和機器管理上的不同側(cè)重通常會導致十分不同的問題解決方案。因此，IT和OT工作人員必須從一開始就相互協(xié)作。

5.IT與OT底層計算基礎(chǔ)架構(gòu)和通信之間的異構(gòu)性：由于業(yè)務目標不同IT與OT底層計算和通信支撐基礎(chǔ)架構(gòu)存在較大差異。實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，IT能夠安全地訪問OT數(shù)據(jù)，來自OT系統(tǒng)的時序數(shù)據(jù)能夠以IT系統(tǒng)可使用的格式呈現(xiàn)，企業(yè)通過高級的IT業(yè)務智能和分析工具讓整個企業(yè)能夠自助訪問和使用OT數(shù)據(jù)，而沒有影響關(guān)鍵運營的風險并不容易。

阿里云Lindorm超融合工業(yè)數(shù)據(jù)云解決方案

解決制造業(yè)企業(yè)當前面臨的數(shù)字化轉(zhuǎn)型問題，靠企業(yè)自身能力和積累遠遠不夠，因此需要既有完整、豐富IT技術(shù)堆棧能力積累，又有豐富OT實踐經(jīng)驗支撐的科技公司提供支撐。阿里云Lindorm在工業(yè)數(shù)據(jù)云方案層面的結(jié)合，為制造業(yè)融合IT與OT能力，屏蔽較高技術(shù)復雜度規(guī)避事件風險，一站解決工業(yè)數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、分析及可視化全鏈數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)建設難點提供了切實可行的解決方案。

在信息技術(shù)（IT）方面，阿里云原生多模數(shù)據(jù)庫Lindorm具備行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)積累和完整的軟、硬件工業(yè)數(shù)據(jù)存儲分析能力，能夠為制造業(yè)企業(yè)提供云計算、多模數(shù)據(jù)庫、流數(shù)據(jù)計算等經(jīng)營管理業(yè)務系統(tǒng)支撐能力；運營技術(shù)（OT）方面，阿里云工業(yè)大腦iGate具備豐富的對接可編程邏輯控制器（PLC）、遠程終端單元（RTU），數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）及嵌入式計算系統(tǒng)經(jīng)驗，能夠提供過程監(jiān)控管理系統(tǒng)支撐經(jīng)驗與技術(shù)。

云原生多模數(shù)據(jù)庫Lindorm在公有云和本地專有云端，面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景提供了開箱即用的IIoT海量、異構(gòu)監(jiān)控數(shù)據(jù)（時序指標、文本、網(wǎng)絡報文、文件、視頻等）一站存儲能力。面向IT側(cè)系統(tǒng)對接，Lindorm兼容HBase/Cassandra、OpenTSDB、Solr、SQL、HDFS等多種開源標準接口，打通與企業(yè)ERP、CRM、數(shù)字運營&運維IT系統(tǒng)數(shù)據(jù)通道，整合數(shù)據(jù)；面向OT側(cè)，Lindorm利用PI Core產(chǎn)品提供的450多個本機接口，和跨越垂直細分領(lǐng)域的20多個智能連接器，我們可以從各種復雜的工業(yè)系統(tǒng)中獲取實時數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)來源覆蓋工控場景下核心系統(tǒng)，如可編程邏輯控制器（PLC）、分布式控制系統(tǒng)（DCS）、SCADA、儀器儀表、實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）等等，并支持設備利舊。阿里云原生多模數(shù)據(jù)庫Lindorm不僅具備多樣性的數(shù)據(jù)整合處理能力，同時其云原生的存儲能力為物聯(lián)網(wǎng)海量存儲場景提供了低成本的數(shù)據(jù)存儲方案，讓數(shù)據(jù)“看得見，存得起”。

圖 云原生多模數(shù)據(jù)庫 Lindorm

從數(shù)據(jù)全鏈采集層面看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈參與企業(yè)多，上游通過智能設備實現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)的收集，再通過中游工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺進行數(shù)據(jù)處理，面向下游不同行業(yè)企業(yè)應用。產(chǎn)業(yè)鏈上中下游的利益相關(guān)方通過阿里云Lindorm數(shù)據(jù)云平臺將各方在生產(chǎn)、傳輸?shù)攘鞒讨挟a(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行交互匯總，打破“信息孤島”的現(xiàn)象，實現(xiàn)高效的信息傳遞和資源配置。

從數(shù)據(jù)互通整合層面看，IT系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)占比較高，需要較高的數(shù)據(jù)一致性保障能力，主要服務于企業(yè)決策支持、實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)分析和報表統(tǒng)計等應用，在數(shù)字信息系統(tǒng)和技術(shù)方面有大量積累，但缺少面向特定場景的故障處理等運營、運維經(jīng)驗；OT系統(tǒng)數(shù)據(jù)相對結(jié)構(gòu)化程度弱，通常面向生產(chǎn)流程在場部署，數(shù)據(jù)孤島較多，對數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性和一致性保障較弱，要求系統(tǒng)可靠性高、故障恢復時間短，關(guān)注MTTR（平均系統(tǒng)恢復時間）、MTBF（平均故障間隔時間）等維穩(wěn)指標，在系統(tǒng)運維、運營方面有大量積累。阿里云Lindorm數(shù)據(jù)云平臺提供的多模數(shù)據(jù)融合存儲能力支持IT和OT數(shù)據(jù)集中存儲聯(lián)動，兼顧了異構(gòu)數(shù)據(jù)存儲檢索對成本、性能、可靠性等方面的特殊需要。

阿里云Lindorm數(shù)據(jù)云平臺由數(shù)據(jù)和價值鏈混搭方式連接企業(yè)和供應商的社區(qū)生態(tài)，超越傳統(tǒng)技術(shù)供需關(guān)系，打造信息經(jīng)濟（Infonomics）。生態(tài)重心以云原聲多模數(shù)據(jù)庫存儲為核心，提供云端融合存儲分析離散、流程行業(yè)泛數(shù)據(jù)源的能力，并最大化數(shù)據(jù)價值，提供對數(shù)據(jù)合規(guī)合法使用監(jiān)管。

以工業(yè)數(shù)據(jù)云平臺為基礎(chǔ)的超融合數(shù)據(jù)云能夠面向能源電力、鋼鐵、工程機械、工廠智慧生產(chǎn)具體數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級場景，融入產(chǎn)品化解決方案能力，實現(xiàn)數(shù)字驅(qū)動的生產(chǎn)過程減能提效，裝備與工具的智能化運營運維、人與環(huán)境智能防護和材料與工藝的高效智能匹配。

方案價值總結(jié)

資產(chǎn)風險集中監(jiān)控，提升成本效益：由數(shù)據(jù)驅(qū)動實現(xiàn)資產(chǎn)狀態(tài)全鏈路實時監(jiān)控管理，風險及時發(fā)現(xiàn)、及時維修，這個策略能夠為企業(yè)帶來重大的成本效益，該策略會使用運營數(shù)據(jù)(OT數(shù)據(jù))了解一項資產(chǎn)可能在何時發(fā)生故障或受到不利影響，然后使用業(yè)務數(shù)據(jù)(IT數(shù)據(jù))了解不同維修計劃在經(jīng)濟方面的優(yōu)缺點，實現(xiàn)生產(chǎn)資產(chǎn)全景實時監(jiān)控，以及自動的跟蹤和監(jiān)測參數(shù)域優(yōu)化，如質(zhì)量、性能、潛在損壞或故障、瓶頸定位等。生產(chǎn)監(jiān)控數(shù)據(jù)可用于監(jiān)控服務質(zhì)量和服務質(zhì)量，并增強此聚合數(shù)據(jù)的結(jié)果。

設備預防性維護，降低突發(fā)故障帶來的損失：系統(tǒng)提供的基于狀態(tài)的維護（CBM）方案利用實時狀態(tài)監(jiān)控來觸發(fā)企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)（EAM）中的工作流，而這在傳統(tǒng)上是由IT部門維護的。使用CBM，企業(yè)可以避免不必要的維修成本、減少停工期和延長資產(chǎn)生命周期，從而減少總體資本成本。使用更嚴密的統(tǒng)計模型確定故障概率以優(yōu)化決策支持。

IT&OT多源數(shù)據(jù)接入，云端業(yè)務導向異構(gòu)數(shù)據(jù)融合：跨地域服務管理能力能夠支撐企業(yè)打造超連接、超感知、數(shù)字化和物聯(lián)網(wǎng)支持制造的數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)，整合MES（Manufacturing Execution System）、SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）等系統(tǒng)孤島數(shù)據(jù)，升級端到端全景化監(jiān)控管理能力，提供計劃規(guī)劃、生產(chǎn)優(yōu)化和集中供應商管理能力。OT運營部門可以通過從PLC、設備和傳感器收集關(guān)鍵數(shù)據(jù)來履行其職責，IT部門則能夠提供數(shù)據(jù)分析以及為數(shù)據(jù)賦予含義的其他工具。通過采用全數(shù)字化的維護過程，IT/OT團隊可以預測任何特定設備可能發(fā)生故障的時間，并相應地采取行動。

全景資產(chǎn)風險管理，降低資本支出：覆蓋全域工廠、生產(chǎn)線資產(chǎn)集中管理，其中包括生產(chǎn)資產(chǎn)監(jiān)控、追蹤,質(zhì)量、性能及潛在風險損耗相關(guān)參數(shù)監(jiān)視優(yōu)化。數(shù)字化轉(zhuǎn)型能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)資產(chǎn)風險集中、有效，洞察影響生產(chǎn)效率的潛在因素將幫助企業(yè)降低資本支出（CapEx）50%，節(jié)省運營成本（OpEx）30%；面向日常設備運維的實時監(jiān)測、預防性維護來規(guī)避設備突發(fā)風險，從而降低突發(fā)故障帶來的損失，并將故障發(fā)生率減少60%左右。